تکامل ژنوم
PNAS
منشا تکاملی و تاریخچه اهلی شدن ماهی قرمز (Carassius auratus)
PacBio |ایلومینا |نقشه ژنوم بیونانو |مونتاژ ژنوم Hi-C |نقشه ژنتیکی |GWAS |RNA-Seq
نکات برجسته
1. ژنوم ماهی قرمز با یک نسخه مونتاژی با کیفیت بالا به روز شد، و 95.75٪ از کانتیگ ها را در 50 شبه کروموزوم لنگر انداخت (داربست N50 = 31.84 Mb).دو زیر ژنوم از هم جدا شدند.
2. نواحی ژنومی جاروهای انتخابی در طول اهلی‌سازی از داده‌های توالی 201 فرد شناسایی شد و بیش از 390 ژن کاندید را آشکار کرد که احتمالاً با ویژگی‌های اهلی‌سازی مرتبط هستند.
3.GWAS روی باله پشتی در ماهی قرمز اهلی 378 ژن کاندید را نشان داد که به طور بالقوه مرتبط بودند.یک گزارشگر تیروزین-پروتئین کیناز به عنوان یک ژن عامل کاندید مرتبط با شفافیت شناسایی شد.
زمینه
ماهی قرمز (Carassius auratus) یکی از مهمترین ماهی های پرورشی است که از ماهی کپور صلیبی در چین باستان اهلی شده است.آنها توسط چارلز داروین چنین توضیح داده شدند: "با عبور از تنوع تقریباً بی نهایت رنگ، با خارق العاده ترین تغییرات ساختار روبرو می شویم".ویژگی های بسیار متنوع و سابقه طولانی اهلی سازی و پرورش ماهی قرمز را به یک سیستم مدل ژنتیکی عالی برای فیزیولوژی و تکامل ماهی تبدیل کرده است.
دستاوردها
ژنوم ماهی قرمز
Jتجزیه و تحلیل روغن داده های توالی یابی جفت انتهای PacBio و Illumina یک مجموعه اولیه پیش نویس 1.657 G را به دست می دهد (Contig N50 = 474 Kb).نقشه نوری Bionano تولید شد و مجموعه را به اندازه 1.73 گیگابیت تصحیح کرد (اندازه ژنوم تخمینی: 1.8 گیگابایت).مونتاژ مبتنی بر Hi-C، داربست N50 را از 606 کیلوبایت به 31.84 مگابایت بهبود بخشید و به نرخ لنگرگاه جهت گیری و سفارشی 95.75% (1.65 گیگابیت) دست یافت.ژنوم شامل 56251 ژن کد کننده و 10098 رونوشت طولانی غیر کد کننده است.علاوه بر این، 38 ناحیه سانترومری بالقوه از 50 کروموزوم پیش‌بینی شد.
شکل 1 ژنوم ماهی طلا
Tمجموعه‌های واضحی از زیرژنوم‌ها در 50 کروموزوم ماهی قرمز که از یک رویداد هیبریداسیون باستانی ناشی می‌شوند، شناسایی شدند.مجموعه ای از کروموزوم ها با نسبت بیشتری از خواندن تراز بین ماهی قرمز و Barbinae به عنوان زیر ژنوم A (ChrA01 ~ A25)، یعنی زیر ژنوم مشترک با Barbinae، و باقی مانده به عنوان زیر ژنوم B (ChrB01 ~ B25) تعریف شد.
اهلی سازی و جاروهای انتخابی
Aدر مجموع 16 کپور صلیبی نوع وحشی و 185 گونه نماینده ماهی قرمز با میانگین عمق توالی یابی تقریباً 12.5 برابر، 4.3 تراباز داده را تولید کردند.بازسازی فیلوژنتیک و تجزیه و تحلیل PCA رابطه نزدیک‌تری را بین ماهی قرمز معمولی و کپور صلیبی نسبت به سایر ماهی‌های قرمز، که دومی به دو اصل و نسب تقسیم می‌شوند، تایید کرد.
Lتجزیه و تحلیل پوسیدگی D در چهار زیرجمعیت فوق از وجود یک گلوگاه ژنتیکی جمعیت در طول اهلی‌سازی و انتخاب مصنوعی قوی در ماهی قرمز پشتیبانی می‌کند.افزایش تنوع ژنتیکی (π) از ماهی کپور صلیبی تا ماهی قرمز معمولی بیشتر به ماهی قرمز Wen و ماهی قرمز تخم مرغی نشان دهنده تجمع قابل توجهی از تغییرات ژنتیکی در طول اهلی شدن آنها بود.50 منطقه ژنومی جاروب انتخابی که 25.2 مگابایت و 946 ژن را پوشش می‌دهند، از داده‌های نماینده (33 ماهی قرمز و 16 کروس صلیب) شناسایی شدند.با گسترش تجزیه و تحلیل به 201 فرد، 393 ژن مناطقی از جاروب انتخابی کامل را نشان دادند.این ژن‌ها با تنوع کم یافت شدند که احتمالاً به فنوتیپ‌های مرتبط با ویژگی‌های اصلی اهلی‌سازی در ماهی قرمز کمک می‌کنند.
شکل 3 تجزیه و تحلیل مرتبط با اهلی سازی در سطح ژنوم
GWAS در ماهی قرمز اهلی
Dباله دهانی یک ویژگی کلیدی است که ماهی قرمز ون را از ماهی قرمز تخم مرغی متمایز می کند.GWAS باله پشتی روی ماهی قرمز ون 96 و ماهی قرمز تخم مرغی 87، 378 ژن کاندید را در 13 کروموزوم نشان داد و توزیع نابرابر این ژن ها بین زیر ژنوم ها مشاهده شد.تجزیه و تحلیل عملکردی روی این ژن‌های کاندید، فرآیندهای بیولوژیکی از جمله «سیگنال‌دهی گیرنده سطح سلول»، «حمل و نقل غشایی»، «توسعه سیستم اسکلتی» و غیره را برجسته کرد.
شکل 4 GWAS باله پشتی در ماهی قرمز اهلی
In GWAS از صفات شفاف مرتبط با مقیاس، یک اوج ارتباط قوی منفرد شناسایی شد.ژن کد کننده گیرنده تیروزین-پروتئین کیناز در یکی از مناطق کاندید شناسایی شد.
شکل 5 GWAS صفات شفاف مرتبط با مقیاس
ارجاع
Chen D و همکارانمنشا تکاملی و تاریخچه اهلی شدن ماهی قرمز (Carassius auratus).PNAS (2020)
اخبار هدف آن به اشتراک گذاری آخرین موارد موفق با Biomarker Technologies، ثبت دستاوردهای علمی جدید و همچنین تکنیک های برجسته به کار رفته در طول مطالعه است.
زمان ارسال: ژانویه-04-2022